“黑洞警察”在银河系外发现一个休眠黑洞

这位艺术家的印象展示了二进制系统 VFTS 243 如果我们观察它可能会是什么样子 close. 该系统位于大麦哲伦星云的狼蛛星云中 Cloud,由一颗质量为太阳质量 25 倍的炽热蓝色恒星和一个质量至少为太阳质量九倍的黑洞组成。 两个二元分量的大小不成比例:实际上,蓝星大约是黑洞的 20 万倍。 请注意,黑洞周围的“透镜”效应仅用于说明目的,以使该黑暗物体在图像中更加明显。 该系统的倾斜意味着,当从地球上看它时,我们无法观察到使恒星黯然失色的黑洞。 学分:学分:ESO/L。 卡尔萨达

一个以揭穿黑洞发现而闻名的国际专家团队在大麦哲伦星系中发现了一个休眠的恒星质量黑洞 Cloud,一个与银河系相邻的星系。 该团队包括天体物理中心的 Kareem El-Badry——被天文学家同行昵称为“黑洞毁灭者”。 哈佛和史密森尼 (CfA)。

“我们的团队第一次聚在一起报告黑洞的发现,而不是拒绝一个,”荷兰阿姆斯特丹大学玛丽居里研究员、研究负责人 Tomer Shenar 说。

研究小组发现,产生黑洞的恒星消失了,没有任何强烈爆炸的迹象。

“我们在大海捞针中发现了一根针,”Shenar 说。 尽管其他类似的黑洞候选者 已提出,该团队声称这是第一个在银河系之外被明确探测到的“休眠”恒星质量黑洞。 这项工作今天发表在《自然天文学》杂志上。

当大质量恒星到达生命的尽头并在自身引力的作用下坍塌时,就会形成恒星质量的黑洞。 在双星系统中,两颗恒星围绕彼此旋转,这个过程会在轨道上留下一个黑洞和一颗发光的伴星。 如果黑洞不发射高水平的 X 射线辐射,那么它就是“休眠”的,这就是通常检测到此类黑洞的方式。

这一发现要归功于欧洲南方天文台 (ESO) 的超大望远镜 (VLT) 进行了六年的观测。

KU Leuven 的合著者 Pablo Marchant 解释说:“鉴于天文学家认为它们是多么普遍,我们几乎不知道任何休眠的黑洞,这令人难以置信。” 新发现的黑洞至少是太阳质量的 9 倍,围绕着一颗质量为太阳质量 25 倍的炽热蓝色恒星运行。

休眠的黑洞特别难以被发现,因为它们与周围环境的相互作用不大。

“两年多来,我们一直在寻找这种黑洞二元系统,”共同作者、德国 ESO 研究员 Julia Bodensteiner 说。 “当我听说 VFTS 243 时,我感到非常兴奋,在我看来,这是迄今为止报道的最有说服力的候选人。”


狼蛛星云在大约 160 000 光年外发光,是大麦哲伦星云中最壮观的特征 Cloud,银河系的卫星星系。 这张来自智利 ESO 帕拉纳尔天文台 VLT 巡天望远镜的图像非常详细地展示了该地区及其丰富的环境。 它揭示了由星团、发光的气体云和超新星爆炸的零星残骸组成的宇宙景观。 学分:学分:ESO

为了找到 VFTS 243,该合作在大麦哲伦星云的狼蛛星云区域搜索了近 1,000 颗大质量恒星 Cloud,寻找可能有黑洞作为伴侣的那些。 将这些伴星识别为黑洞非常困难,因为存在许多替代可能性。

“作为近年来揭穿潜在黑洞的研究人员,我对这一发现极为怀疑,”Shenar 说。

CfA 的合著者 El-Badry 也持怀疑态度,Shenar 称其为“黑洞毁灭者”。 最近 哈佛杂志的故事 类似地称 El-Badry 为“黑洞揭穿者”。

“当 Tomer 要求我仔细检查他的发现时,我有疑问。但我无法为不涉及黑洞的数据找到合理的解释,”El-Badry 解释道。

这一发现还使团队能够以独特的视角了解伴随黑洞形成的过程。 天文学家认为,当一颗垂死的大质量恒星的核心坍缩时,会形成一个恒星质量的黑洞,但这是否伴随着强大的超新星爆炸仍不确定。

“在 VFTS 243 中形成黑洞的恒星似乎已经完全坍塌,没有任何先前爆炸的迹象,”Shenar 解释说。 “最近出现了这种’直接崩溃’情景的证据,但我们的研究可以说提供了最直接的迹象之一。这对宇宙中黑洞合并的起源具有巨大的影响。”

VFTS 243 中的黑洞是通过光纤大阵列多元素光谱仪对狼蛛星云的六年观测发现的(火焰) ESO 上的乐器 甚大. Flames 允许天文学家一次观察一百多个物体,与逐个研究每个物体相比,显着节省了望远镜时间。

尽管绰号“黑洞警察”,该团队仍积极鼓励审查,并希望他们的工作能够发现其他围绕大质量恒星运行的恒星质量黑洞,预计银河系和麦哲伦云中存在数千个黑洞.

“当然,我希望该领域的其他人仔细研究我们的分析,并尝试制作替代模型,”El-Badry 说。 “这是一个非常令人兴奋的项目。”